Desenvolvimento de fantomas mesh infantis, morfologicamente consistentes com a anatomia humana, para uso em dosimetria

Abstract

Para o propósito de evitar os efeitos deletérios determinísticos e minimizar a ocorrência dos efeitos estocásticos, em pessoas expostas à radiação ionizante, se faz necessário conhecer as doses equivalentes ou absorvidas em órgãos e tecidos radiosensíveis do corpo humano. Entretanto, estes valores não podem ser medidos diretamente no indivíduo exposto e, por esta razão, são usados fantomas humanos, que são representações físicas ou computacionais, utilizados para determinar coeficientes de conversão entre a dose absorvida nos órgãos e tecidos e grandezas mensuráveis. O procedimento de uso dos fantomas físicos é sabido ser caro e demanda muito tempo, devido a um laborioso procedimento experimental e restrições de segurança. Com o advento dos métodos de simulação Monte Carlo e o surgimento dos computadores, tornou-se gradualmente possível estimar doses absorvidas em órgãos e tecidos em fantomas computacionais. Cada fantoma computacional define não somente as características exteriores do corpo humano, mas inclui detalhes sobre órgãos internos tais como seus volumes e formas. Quando são usadas informações sobre densidade e composição elementar dos tecidos, um fantoma computacional pode ser acoplado a um código de transporte de radiação Monte Carlo para simular interações teciduais e deposição de energia no corpo humano por diversos tipos de radiação. Embora a fonte da radiação tenha que ser matematicamente modelada, o procedimento computacional é, em geral, muito vantajoso em termos da sua versatilidade, eficiência, precisão e segurança. A mais recente geração de fantomas computacionais recebeu a denominação de fantomas mesh. Para sua construção não são essenciais imagens de tomografia computadorizada ou de ressonância magnética e sim a descrição anatômica detalhada das estruturas de interesse. Estes fantomas permitem representar o indivíduo em diferentes posturas e em diferentes estágios do desenvolvimento do corpo humano, e ainda evitam implicações éticas provocadas pelas técnicas de obtenção das imagens dos indivíduos. Neste trabalho são apresentados dois casais de fantomas mesh referenciais, para crianças com 5 anos e 10 anos de idade. Eles foram construídos utilizando-se ferramentas computacionais usadas pela comunidade de computação gráfica, para a criação de filmes de animação. Os parâmetros adotados para as massas dos diferentes órgãos e tecidos foram os recomendados pela publicação 89 da Comissão Internacional de Proteção Radiológica (ICRP), para estudos populacionais. Os volumes destes órgãos e tecidos foram calculados utilizando-se densidades fornecidas pela Comissão Internacional de Unidades e Medidas Radiológicas (ICRU). Quanto à disposição dos diferentes órgãos e tecidos, foram consultadas descrições da anatomia humana. As versões voxelizadas dos fantomas foram conectadas ao código Monte Carlo EGSnrc. As aplicações dosimétricas apresentadas mostram exemplos de que doses absorvidas para órgãos e tecidos, estimadas com estes fantomas infantis, são razoáveis e comparáveis com dados correspondentes obtidos em outros fantomas